Төмрийн цахилгаан нь аяндаа цахилгаан туйлшрал (SEP) бүхий элементүүд юм. Үүнийг эргүүлэх санаачлагчид нь тохирох параметр ба чиглэлийн вектор бүхий цахилгааны E хүрээний хэрэглээ байж болно. Энэ процессыг реполяризаци гэж нэрлэдэг. Энэ нь заавал гистерезис дагалддаг.
Нийтлэг онцлогууд
Төмрийн цахилгаан нь:
бүхий бүрэлдэхүүн хэсгүүд юм.
- Асар их нэвтрүүлэх чадвар.
- Хүчтэй пьезо модуль.
- Дагтал.
Төмрийн цахилгааныг олон салбарт ашигладаг. Энд зарим жишээ байна:
- Радио инженерчлэл.
- Квантын электроник.
- Хэмжих технологи.
- Цахилгаан акустик.
Төмрийн цахилгаан нь метал биш хатуу биет юм. Тэдний судалгаа нь дан болор байх үед хамгийн үр дүнтэй байдаг.
Гэрэлт мэдээлэл
Эдгээр элементүүдээс ердөө гуравхан нь байна:
- Урвагдах туйлшрал.
- Шугаман бус байдал.
- Аномаль шинж чанарууд.
Олон төмөр цахилгаанууд дотор байх үедээ төмөр байхаа больдог.температурын шилжилтийн нөхцөл. Ийм параметрүүдийг TK гэж нэрлэдэг. Бодис хэвийн бус ажилладаг. Тэдний диэлектрик тогтмол хурдацтай хөгжиж, хатуу түвшинд хүрдэг.
Ангилал
Тэр нэлээд төвөгтэй. Ихэвчлэн түүний гол талууд нь элементүүдийн дизайн, фазын өөрчлөлтийн үед түүнтэй харьцах SEP үүсэх технологи юм. Энд хоёр төрөлд хуваагдана:
- Офсеттэй байна. Тэдний ионууд фазын хөдөлгөөний үед шилждэг.
- Захиалга бол эмх замбараагүй байдал юм. Ижил төстэй нөхцөлд эхний фазын диполуудыг тэдгээрт эрэмбэлдэг.
Эдгээр зүйл нь бас дэд зүйлтэй. Жишээлбэл, хэвийсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь перовскит ба псевдо-илменит гэсэн хоёр ангилалд хуваагдана.
Хоёр дахь төрөл нь гурван ангилалд хуваагдана:
- Калийн дигидроген фосфат (KDR) ба шүлтлэг металлууд (жишээ нь KH2AsO4 ба KH2 PO4 ).
- Триглицины сульфатууд (THS): (NH2CH2COOH3)× H 2SO4.
- Шингэн болор бүрэлдэхүүн хэсгүүд
Перовскит
Эдгээр элементүүд нь хоёр форматтай байна:
- Монокристалл.
- Карамик.
Тэдгээр нь 4-5 валенттай Ти ион агуулсан хүчилтөрөгчийн октаэдр агуулдаг.
Параэлектрик үе шат үүсэхэд талстууд куб бүтэцтэй болдог. Ba, Cd зэрэг ионууд дээд хэсэгт төвлөрдөг. Мөн тэдний хүчилтөрөгчийн хамтрагчид нүүрний дунд байрладаг. Ингэж л бүрэлдэж байнаоктаэдр.
Титан ионууд энд өөрчлөгдөхөд SEP хийнэ. Ийм төмөр цахилгаанууд нь ижил төстэй бүтэцтэй хатуу хольцыг үүсгэж чаддаг. Жишээлбэл, PbTiO3-PbZrO3 . Үүний үр дүнд вариконда, пьезо идэвхжүүлэгч, постистор гэх мэт төхөөрөмжүүдэд тохирох шинж чанар бүхий керамик эдлэлүүд гарна.
Псевдо-илменитүүд
Тэд ромбоэдр хэлбэрийн тохиргоогоор ялгаатай. Тэдний тод өвөрмөц байдал нь Кюригийн өндөр температурын үзүүлэлт юм.
Тэд ч бас талст юм. Дүрмээр бол тэдгээрийг дээд том долгион дээр акустик механизмд ашигладаг. Дараах төхөөрөмжүүд нь байгаагаараа онцлогтой:
- резонатор;
- судалтай шүүлтүүр;
- өндөр давтамжийн акусто-оптик модулятор;
- пиро хүлээн авагч.
Тэдгээрийг мөн электрон болон оптик шугаман бус төхөөрөмжүүдэд нэвтрүүлсэн.
KDR болон TGS
Нэгдүгээр ангиллын төмөр цахилгаанууд нь устөрөгчийн контактууд дахь протонуудыг байрлуулдаг бүтэцтэй. Бүх протонууд эмх цэгцтэй байх үед SEP үүсдэг.
Энэ ангиллын элементүүдийг шугаман бус оптик төхөөрөмж болон цахилгаан оптикт ашигладаг.
Хоёрдугаар ангиллын ферроэлектрикүүдэд протонууд ижилхэн дараалалтай, зөвхөн гликиний молекулуудын ойролцоо диполууд үүсдэг.
Энэ бүлгийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хязгаарлагдмал хэмжээгээр ашигладаг. Тэд ихэвчлэн пиро хүлээн авагчтай байдаг.
Шингэн болор харагдац
Эдгээр нь дарааллаар байрласан туйлын молекулууд байдгаараа онцлог юм. Энд ферроэлектрикийн гол онцлогууд тодорхой харагдаж байна.
Тэдний оптик чанарт температур болон гаднах цахилгаан спектрийн вектор нөлөөлдөг.
Эдгээр хүчин зүйлс дээр үндэслэн ийм төрлийн төмөр цахилгааныг оптик мэдрэгч, монитор, баннер зэрэгт ашигладаг.
Хоёр ангийн ялгаа
Төмрийн цахилгаан нь ион эсвэл диполь бүхий тогтоц юм. Тэд шинж чанараараа ихээхэн ялгаатай байдаг. Тиймээс эхний бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь усанд огт уусдаггүй боловч хүчтэй механик хүч чадалтай байдаг. Керамик системийг ажиллуулж байгаа тохиолдолд тэдгээр нь поликристал хэлбэрээр амархан үүсдэг.
Сүүлийнх нь усанд амархан уусдаг, хүч чадал багатай. Эдгээр нь усан найрлагаас хатуу параметрийн нэг талст үүсэх боломжийг олгодог.
Домэйн
Төмрийн цахилгааны ихэнх шинж чанарууд нь домайнуудаас хамаардаг. Тиймээс шилжих гүйдлийн параметр нь тэдний зан төлөвтэй нягт холбоотой байдаг. Тэдгээр нь дан талст болон керамик эдлэлээс олддог.
Төмрийн цахилгааны домайн бүтэц нь макроскоп хэмжээсийн салбар юм. Үүнд дурын туйлшралын вектор ямар ч зөрүүгүй байна. Мөн хөрш зэргэлдээ салбаруудын ижил төстэй вектороос зөвхөн ялгаа бий.
Домэйн нь нэг болорын дотоод орон зайд хөдөлж чадах ханыг тусгаарладаг. Энэ тохиолдолд зарим нь нэмэгдэж, зарим нь буурч байна. Дахин туйлшрал үүсэх үед хананы шилжилт эсвэл ижил төстэй үйл явцын улмаас салбарууд хөгждөг.
Төмрийн цахилгааны цахилгаан шинж чанар,дан талстууд нь болор торны тэгш хэмийн үндсэн дээр үүсдэг.
Хамгийн ашигтай эрчим хүчний бүтэц нь түүний доторх домэйны хил нь цахилгаан саармаг байдгаараа онцлог юм. Тиймээс туйлшралын вектор нь тодорхой домэйны хил дээр проекц бөгөөд түүний урттай тэнцүү байна. Үүний зэрэгцээ энэ нь хамгийн ойр домайны хажуугийн ижил векторын эсрэг чиглэлд байна.
Тиймээс домэйнуудын цахилгаан параметрүүд нь толгой-сүүлийн схемийн үндсэн дээр үүсдэг. Домэйнуудын шугаман утгыг тодорхойлсон. Тэдгээр нь 10-4-10-1 харна уу
мужид байна.
Туйлшрал
Гадаад цахилгаан орны нөлөөгөөр домайнуудын цахилгаан үйл ажиллагааны вектор өөрчлөгддөг. Тиймээс ферроэлектрикийн хүчтэй туйлшрал үүсдэг. Үүний үр дүнд диэлектрик тогтмол нь асар их утгад хүрдэг.
Домэйнуудын туйлшралыг тэдгээрийн хил хязгаарын шилжилтийн улмаас үүссэн үүсэл, хөгжлөөр нь тайлбарладаг.
Төмрийн цахилгааны заасан бүтэц нь тэдгээрийн индукц нь гадаад талбайн хүчдэлийн зэргээс шууд бус хамааралтай байдаг. Энэ нь сул байвал салбар хоорондын харилцаа шугаман байна. Домэйн хязгаарыг буцаах зарчмын дагуу шилжүүлсэн хэсэг гарч ирнэ.
Хүчтэй талбайн бүсэд ийм үйл явц эргэлт буцалтгүй явагддаг. Үүний зэрэгцээ SEP вектор нь талбайн вектортой хамгийн бага өнцөг үүсгэдэг салбарууд ургадаг. Мөн тодорхой хурцадмал үед бүх домэйнууд талбайн дагуу яг таарч байна. Техникийн ханалт үүсэж байна.
Ийм нөхцөлд хурцадмал байдал тэг болж буурах үед индукцийн үүнтэй төстэй урвуу байдал байхгүй. Тэр болүлдэгдэл Dr-г авна. Хэрэв энэ нь эсрэг цэнэгтэй талбарт нөлөөлвөл маш хурдан буурч, вектороо өөрчилнө.
Дараагийн хурцадмал байдал дахин техникийн ханалтад хүргэдэг. Тиймээс янз бүрийн спектр дэх туйлшралын урвуу өөрчлөлтөөс ферроэлектрикийн хамаарлыг тэмдэглэв. Энэ үйл явцтай зэрэгцэн гистерезис үүсдэг.
Индукц тэг утгыг дагадаг Er, мужийн эрчим нь албадлагын хүч юм.
Гистерезис процесс
Үүний тусламжтайгаар талбарын нөлөөн дор домэйны хилүүд эргэлт буцалтгүй шилждэг. Энэ нь домайнуудын зохион байгуулалтад зарцуулагдах эрчим хүчний зардлаас болж диэлектрикийн алдагдал байгааг илтгэнэ.
Энд гистерезисийн гогцоо үүсдэг.
Түүний талбай нь нэг мөчлөгт төмөр цахилгаанд зарцуулсан энергитэй тохирч байна. Алдагдлаас болж 0, 1 өнцгийн тангенс үүн дотор үүснэ.
Гистерезийн гогцоонууд далайцын өөр утгууд дээр үүсдэг. Тэдний оргилууд нийлээд үндсэн туйлшралын муруйг бүрдүүлдэг.
Хэмжих үйлдлүүд
Бараг бүх ангиллын төмөр цахилгааны диэлектрик тогтмол нь TK-ээс хол байх үед ч хатуу утгаараа ялгаатай байдаг.
Түүний хэмжилт нь дараах байдалтай байна: болор дээр хоёр электрод хэрэглэнэ. Түүний хүчин чадал нь хувьсах хязгаарт тодорхойлогддог.
Дээрхүзүүлэлтүүд TK нэвчилт нь тодорхой дулааны хамааралтай байдаг. Үүнийг Кюри-Вэйссийн хуульд үндэслэн тооцоолж болно. Дараах томъёо энд ажилладаг:
e=4pC / (T-Tc).
Үүнд C нь Кюри тогтмол байна. Шилжилтийн утгаас доогуур байвал хурдан буурдаг.
Томьёон дахь "e" үсэг нь шугаман бус байдлыг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь шилжилтийн хүчдэл бүхий нэлээд нарийн спектрт байдаг. Энэ болон гистерезисийн улмаас төмөр цахилгааны нэвчилт ба эзэлхүүн нь ажиллах горимоос хамаарна.
Нэвчилтийн төрөл
Шугаман бус бүрэлдэхүүн хэсгийн янз бүрийн ажиллагааны нөхцөлд материал нь түүний чанарыг өөрчилдөг. Тэдгээрийг тодорхойлохын тулд дараах төрлийн нэвчилтийг ашигладаг:
- Статистик (est). Үүнийг тооцоолохын тулд үндсэн туйлшралын муруйг ашиглана: est =D / (e0E)=1 + P / (e 0E) » P / (e0E).
- Урвуу (ep). Тогтвортой орны зэрэгцээ нөлөөгөөр хувьсах муж дахь төмөр цахилгааны туйлшралын өөрчлөлтийг илэрхийлнэ.
- Үр дүнтэй (eef). Бодит I гүйдлийн (синусоид бус төрлийг илэрхийлнэ) шугаман бус бүрэлдэхүүн хэсэгтэй уялдуулан тооцсон. Энэ тохиолдолд идэвхтэй U хүчдэл ба өнцгийн давтамж w байна. Томъёо ажилладаг: eef ~ Cef =I / (wU).
- Анхны. Энэ нь маш сул спектрээр тодорхойлогддог.
Хоёр төрлийн пироэлектрик
Эдгээр нь төмөр цахилгаан ба антиферроэлектрик юм. Тэдэнд байгааBOT салбарууд байдаг - домэйнууд.
Эхний хэлбэрээр нэг домэйн өөрийн эргэн тойронд деполяризацийн бөмбөрцөг үүсгэдэг.
Олон домайн үүсгэх үед энэ нь буурдаг. Деполяризацийн энерги мөн буурч, харин салбарын хананы энерги нэмэгддэг. Эдгээр үзүүлэлтүүд ижил дарааллаар байвал процесс дуусна.
Төмрийн цахилгаанууд гаднах бөмбөрцөгт байх үед ХАБЭА-н үйл ажиллагаа ямар байдгийг дээр дурдсан болно.
Antiferroelectrics - дор хаяж хоёр дэд сүлжээг бие биенийхээ дотор байрлуулсан шингээлт. Тус бүрт диполь хүчин зүйлийн чиглэл параллель байна. Тэдний нийтлэг диполь индекс нь 0.
Сул спектрт антиферроэлектрикууд нь шугаман туйлшралаар ялгагдана. Гэхдээ талбайн хүч нэмэгдэхийн хэрээр тэд төмөр цахилгаан нөхцөлийг олж авах боломжтой. Талбайн параметрүүд 0-ээс E1 хүртэл хөгждөг. Туйлшрал шугаман өсдөг. Урвуу хөдөлгөөнд тэр аль хэдийн талбайгаас холдож байна - гогцоо олж авлаа.
E2 мужын хүч үүсэх үед төмөр цахилгаан нь түүний эсрэгпод болж хувирдаг.
Талбайн вектор Е-г өөрчлөхөд нөхцөл байдал ижил байна. Энэ нь муруй тэгш хэмтэй байна гэсэн үг.
Антиферроэлектрик нь Кюригийн тэмдгээс хэтэрч, параэлектрик нөхцөлийг бий болгодог.
Энэ цэг рүү бага ойртох үед нэвчилт нь тодорхой дээд хэмжээнд хүрдэг. Дээрээс нь Кюри-Вейссийн томъёоны дагуу өөрчлөгддөг. Гэсэн хэдий ч заасан цэгийн үнэмлэхүй нэвчилтийн параметр нь төмөр цахилгааныхаас доогуур байна.
Олон тохиолдолд антиферроэлектрикууд байдагТэдний антиподтой төстэй талст бүтэц. Ховор тохиолдолд ижил нэгдлүүдтэй, гэхдээ өөр өөр температурт хоёр пироэлектрикийн фазууд гарч ирдэг.
Хамгийн алдартай антиферроэлектрикүүд бол NaNbO3, NH4H2P0 4 гэх мэт. Тэдний тоо нь энгийн төмөр цахилгаануудын тооноос бага.
